JP2006029945A - Temperature sensitive seal - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は温度感知シール、詳しくは、温度管理を必要とする各種機器類の所望部位に貼付し、あらかじめ設定された規定温度に達したとき、発色現象によりその事実を不可逆的に表示する温度感知シールに関するものである。 The present invention is a temperature sensing sticker, and more specifically, temperature sensing that affixes to a desired part of various devices requiring temperature control and irreversibly displays the fact by a coloring phenomenon when it reaches a preset specified temperature. It relates to the seal.
ラベル状をなした温度感知シールは、各種機器類の所望部位に簡単に貼付でき、狭いスペースにも適用可能で、電源等を必要としないので、各種機器類の温度管理の為、あらゆる産業界において広く用いられている。 The label-shaped temperature sensing sticker can be easily applied to the desired part of various devices, can be applied to narrow spaces, and does not require a power source. Widely used.
この温度感知シールには、あらかじめ設定された温度に達すると、発色によってその事実を表示し、被測定物の温度が設定温度以下に戻ったとしても、同じ表示を続ける不可逆的温度感知シールと、被測定物の温度変化に応じて表示を変化させる可逆的温度感知シールが存在するが、不可逆的温度感知シールは、遠隔地に設置された無人機器類や一定期間毎に定期的なチェックを必要とする機器類の温度管理の為などに広く用いられている。
この不可逆的温度感知シールの発色機構には種々のタイプが存在するが、現在主流になっているものは、あらかじめ設定された規定温度で融解する融解物質を浸み込ませたシート状の感温材と色紙とを重畳し、該融解物質の融解現象によってそれまで外部からは遮蔽され見えていなかった色紙の彩色面が透けて見える様にするタイプである。このタイプのものにおいては、あらかじめの設定された規定温度で融解する融解物質が極めて重要な要素となっており、この融解物質が感知精度の良否に決定的な影響を与えることは言うまでもないが、融解物質として化学物質を用いるものと、ワックスを用いるものの二種が存在している。 There are various types of coloring mechanisms of this irreversible temperature sensing seal, but the mainstream is the sheet-like temperature sensitivity soaked with a melting material that melts at a preset specified temperature. This is a type in which the colored paper of the colored paper that has not been shielded from the outside by the melting phenomenon of the molten material is seen through by overlapping the material and colored paper. In this type, the melting material that melts at the preset specified temperature is a very important factor, and it goes without saying that this melting material has a decisive influence on the quality of the sensing accuracy. There are two types, those using chemical substances as melting substances and those using waxes.
化学物質を用いるタイプのものにおいては、特定の温度で融解する化学物質を実験などによりあらかじめ選び出しておき、設定温度に応じてそれに適した化学物質を用いて感温材を製作する様にしている。つまり、設定温度45℃の場合にはトリラウリンを、50℃の場合にはミリスチン酸を、70℃の場合にはベヘン酸を、95℃の場合にはステアリン酸アミドを、と言った様に、各種化学物質を選択的に用いて感温材を製作していたのである。この化学物質を用いるタイプは比較的正確に温度感知できると共に、高温など劣悪な使用条件下においても比較的変質しにくいといった長所を有しているが、設定温度毎に異なった化学物質を用意しなければならない為、製造現場においては在庫管理だけでも大変であり、温度感知シールの製造コストが非常に高くなってしまうという欠点があった。 For types that use chemical substances, chemical substances that melt at a specific temperature are selected in advance through experiments, etc., and temperature sensitive materials are manufactured using chemical substances that are suitable for the set temperature. . That is, trilaurin is set at a set temperature of 45 ° C., myristic acid is set at 50 ° C., behenic acid is set at 70 ° C., and stearamide is set at 95 ° C. A temperature sensitive material was made by selectively using various chemical substances. The type using this chemical substance has the advantage that it can sense temperature relatively accurately and is relatively resistant to deterioration even under poor use conditions such as high temperatures, but different chemical substances are prepared for each set temperature. Therefore, inventory management alone is difficult at the manufacturing site, and the manufacturing cost of the temperature sensing seal becomes very high.
一方、融解物質としてワックスを用いるタイプのものは、上述の化学物質を用いるタイプのものよりはるかに低コストで製造できるという大きな長所を有している。即ち、ワックスは古くからあらゆる工業分野において広く用いられている物質であり、従来からその組成や特性の解明が進んでおり、豊富なデータの蓄積により、現在では精製処理やブレンドによってコンマ以下のレベルまで融解温度(メルティング ポイント)を自由に設定することが可能となっている。又、調達も極めて容易であるので、温度感知シール用の融解物質としては、極めてすぐれた特性を持っていると言える。 On the other hand, the type using a wax as a melting substance has the great advantage that it can be manufactured at a much lower cost than the type using a chemical substance. In other words, wax has been widely used in all industrial fields for a long time, and its composition and characteristics have been elucidated from the past. It is possible to freely set the melting temperature (melting point). Further, since procurement is very easy, it can be said that the molten material for the temperature sensing seal has extremely excellent characteristics.
図1は、現在主に生産されているこのワックスを使用したタイプの温度感知シールの代表例であり、基材1上にはあらかじめ設定された温度で融解するワックスを含浸せしめたワックス紙2が貼付されており、更にこのワックス紙2の上には色紙3がその彩色面4をワックス紙2側にして重畳され、これら表面側全体が透明フィルム5によって被覆されている。この温度感知シールにおいては、色紙3の彩色面4は裏側に位置し、通常は遮蔽され見えないが、あらかじめ設定された温度になると、ワックス紙2に含浸せしめられているワックスが融解し、色紙3に浸み込んで透明化し、それまで見えなかった彩色面4を表面側、つまり上方から透けて見える様にすることによって発色させていた。
FIG. 1 is a representative example of a temperature sensing seal of this type that is mainly produced at present, and a
しかしながら、この従来のワックス使用の温度感知シールにおいては、耐候性において問題が残っていた。即ち、何らかの理由により、透明フィルム5にピンホールなどの欠損が生じると、これを通って内部に水分が侵入し、色紙3自体が吸水したり、色紙3とワックス紙2の間に水分が滞溜したりして、設定温度における正確な発色を妨げてしまうことがあった。又、ワックスはそれ自体高温で気化する性質があるので、設定温度を高くした場合にはワックス紙2に含浸せしめられたワックスがわずかではあるが気化してしまい、十分な発色が起きない場合があった。
However, this conventional temperature sensing seal using wax has a problem in weather resistance. That is, when a defect such as a pinhole occurs in the
本発明者は、上記従来の問題点に鑑み、多種多様な設定温度のものを低コストで生産できるというワックスの長所をそのまま生かしつつ、耐候性や高温特性においても化学物質利用のものに劣らないワックス利用の温度感知シールを得べく鋭意研究した結果、極めてすぐれた性能を有する温度感知シールを開発することに成功し、本発明としてここに提案するものである。 In view of the above-mentioned conventional problems, the present inventor is not inferior to those using chemical substances in terms of weather resistance and high-temperature characteristics, while still taking advantage of the wax that can produce a variety of preset temperatures at low cost. As a result of diligent research to obtain a temperature sensing seal using wax, the inventors succeeded in developing a temperature sensing seal having extremely excellent performance, and are proposed here as the present invention.
任意の平面形状を有する色紙6の彩色面4上に、あらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスを粉末状に粉砕したものと適量の粘ちょう剤とからなるワックス層7が形成された感温片9を、シート状をなした基材1上にワックス層7側を表面側にして貼付し、更に基材1の表面側全体を透明フィルム5で被覆せしめて温度感知シールを構成することにより上記課題を解決した。又、上記温度感知シールは、色紙原紙8の彩色面4上に、あらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスを粉末状に粉砕したものと適量の粘ちょう剤と溶剤とを混練したワックス混合物を塗布してワックス層7を形成せしめた後、これを任意の平面形状になる様に打ち抜いて感温片9を形成し、この感温片9をシート状をなした基板1上にワックス層7側が表面側になる様に貼付し、基材1の表面側全体を透明フィルム5で被覆するという方法により製造した。
A feeling that a
融解物質としてワックスを用いるので、化学物質を用いたものの様に、設定温度毎に様々な化学物質をあらかじめ準備する必要がなく、精製やブレンドによって設定温度を自由に選ぶことが可能なので、原料の在庫管理が容易になると共に、調達コストも極めて低くなり、多品種少量生産の要求にも、低コストで十分応えることが出来る様になる。又、豊富なデータの蓄積があるワックスを融解物質として用いるので、より精度の高い温度感知シールとすることが出来る。 Since wax is used as the melting substance, there is no need to prepare various chemical substances for each set temperature in advance, as in the case of using chemical substances, and the set temperature can be freely selected by refining and blending. In addition to easy inventory management, procurement costs are extremely low, making it possible to meet the demand for high-mix low-volume production at a low cost. In addition, since wax with abundant data accumulation is used as the melting material, a more accurate temperature sensing seal can be obtained.
更に、色紙6の上面に撥水性を有するワックス層7が形成されているので、何らかの原因によって透明フィルム5にピンホールなどの欠損が生じ、これから水分が侵入したとしても、水分はこのワックス層7によってそれ以上内部への侵入が阻止されるので、水分の侵入による機能劣化が生じるおそれはない。
Furthermore, since the
又、ワックス混合物を構成している粘ちょう剤であるエチルセルロースにはワックスの気化を阻止する作用があるので、設定温度を高温にした場合でも、ワックス層7からの気化はおこらず、ワックスの気化に伴う発色の低下という不都合も発生しない。
Further, since ethyl cellulose, which is a thickening agent constituting the wax mixture, has an action of preventing the vaporization of the wax, even when the set temperature is increased, the vaporization from the
更に又、色紙原紙8にワックス混合物を塗布して乾燥させた後、適宜形状で打ち抜くだけで温度感知シールの主要部を作り出すことが出来るので、従来のものに比べより少ない工程数で温度感知シールを生産出来ると共に、工程数の減少に伴い、外観上区別がつきにくい設定温度の異なった温度感知シールが製造作業中に誤って混入する危険も少なくなり、不良品の発生率も低下する。
Furthermore, since the main part of the temperature sensing seal can be created by simply applying the wax mixture to the
任意の平面形状を有する色紙6の彩色面4上に、あらかじめ設定された任意の温度で融解するワックスを粉末状に粉砕したものと適量の粘ちょう剤とからなるワックス層7が形成された感温片9を、シート状をなした基材1上にワックス層7側を表面側にして貼付した点に本質的な特徴がある。
A feeling that a
図2はこの発明に係る温度感知シールの実施例1の拡大断面図、図3は一部を切欠いて描いたその拡大斜視図である。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the first embodiment of the temperature sensing seal according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged perspective view of the temperature sensing seal drawn with a part cut away.
図中1はシート状をなした基材であり、この基材1上には所望の形状に打ち抜かれた色紙6が、その彩色面4を上方すなわち表面側にして貼付されている。そして、この色紙6の彩色面4上には、あらかじめ設定された任意の温度で融解する直鎖状炭化水素を主体としたワックスを粉状にしたものと、粘ちょう剤及び溶剤とを混り合せたワックス混合物が塗布され、不透明なワックス層7が形成されている。更に、この基板1の表面側全体は透明フィルム5で被覆され、図7に示す温度感知シールとなっている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a sheet-like base material, and colored paper 6 punched into a desired shape is pasted on the base material 1 with the
なお、この実施例1においては粘ちょう剤としてエチルセルロースを用い、固形状のワックス約41重量パーセント、粘ちょう剤としてエチルセルロース約4重量パーセント、溶剤としてブタノール約55重量パーセントをボールミルに入れ、約70時間粉砕混練して不透明状態を呈したワックス混合物を得て、これを、図4に示す様に、シート状をなした色紙原紙8の彩色面4上にスクリーン印刷などの手法によって塗布してワックス層7を形成し、これを図5に示す様に適宜の形状で打ち抜いて、図6に示す様な感温片9とし、この感温片9をシート状をなした基材1上に貼付し、基材1の表面側全体を透明フィルム5で被覆して温度感知シールとした。
In Example 1, ethyl cellulose was used as a thickener, about 41 weight percent of a solid wax, about 4 weight percent of ethyl cellulose as a thickener, and about 55 weight percent of butanol as a solvent were placed in a ball mill for about 70 hours. A wax mixture having an opaque state is obtained by pulverization and kneading, and this is applied to the
ワックスは、本来透明か半透明な性状を有しているが、ボールミルによって粉末状に粉砕されており、この粉末状のワックスの集合体は、光を透過させずに乱反射させるので、不透明でかつ白色の状態を呈している。粘ちょう剤としてのエチルセルロースは粉末状のワックスを相互に結合させるバインダーの役を担っており、これにより、粉末状のワックスを色紙原紙8上に塗布してワックス層7を形成させることができるのである。
The wax originally has a transparent or translucent property, but is pulverized into a powder by a ball mill, and this powdery wax aggregate is irregularly reflected without transmitting light. Presents a white state. Ethylcellulose as a thickener serves as a binder for bonding powdery waxes to each other, so that a
ちなみに、ボールミルにおける粉砕混練が終了したワックス混合物は、ドロドロした粘性を有する流動物状を呈しており、これを色紙原紙8上に塗布した後、一定時間放置すると、ワックス混合物中の溶剤であるブタノールが蒸発し、色紙原紙8上には白色なワックス層7が形成される。この実施例1においては、粘ちょう剤としてエチルセルロース、溶剤としてブタノールを用いたが、それ以外の物質を用いても良いことはもちろん、その配合割合もこの実施例1の場合に限らないのはもちろんである。
By the way, the wax mixture that has been pulverized and kneaded in the ball mill is in the form of a fluid having a drastic viscosity. When this is applied to the
この実施例1は、図7に示す様な外観を呈しており、両面接着テープなどによって、温度測定の対象である機器類の所望部位に貼付して、その使用に供する。そして、この機器類の貼付部位があらかじめ設定された設定温度を超えると、ワックス層7を構成している粉末状のワックスは融解し、相互に集合して液状のワックスになり、この相の変化によってそれまで白色であったワックス層は透明に変化し、色紙6の彩色面4が透けて見える様になる。
This Example 1 has an appearance as shown in FIG. 7, and is attached to a desired part of the device whose temperature is to be measured with a double-sided adhesive tape or the like, and is used for the use. When the application site of this device exceeds a preset temperature, the powdery wax constituting the
従って、今まで白色であった温度感知シールの表示部が発色した様に見え、設定温度超過の事実を表示することになる。なお、一旦設定温度を超えた後、温度が低下した場合には、ワックス層7を形成しているワックスは液体から固体に相が再び変化するが、粉末状に戻ることはないので、固定になっても透明な状態に変化はない。
Accordingly, the display portion of the temperature sensing sticker that has been white until now appears to be colored, and the fact that the preset temperature has been exceeded is displayed. If the temperature drops once the set temperature is exceeded, the wax forming the
この発明に係る温度感知シールにおいては、融解物質としてワックスを用いるので、化学物質を用いたものの様に、設定温度毎に様々な化学物質をあらかじめ準備する必要がなく、精製やブレンドによって設定温度を自由に選ぶことが可能で、原料の在庫管理が容易になると共に、調達コストも極めて低くなり、多品種少量生産の要求にも、低コストで十分応えることが出来る。又、豊富なデータの蓄積があるワックスを融解物質として用いるので、より精度の高い温度感知シールを得ることが出来る。 In the temperature sensing seal according to the present invention, since wax is used as a melting substance, it is not necessary to prepare various chemical substances in advance for each set temperature as in the case of using a chemical substance. It is possible to select freely, the stock management of the raw material becomes easy, the procurement cost becomes extremely low, and the demand for the high-mix low-volume production can be sufficiently met at a low cost. In addition, since wax with abundant data accumulation is used as the melting material, a more accurate temperature sensing seal can be obtained.
更に、色紙6の上面に撥水性を有するワックス層7が形成されているので、何らかの原因によって透明フィルム5にピンホールなどの欠損が生じ、これから水分が侵入したとしても、水分はこのワックス層7によってそれ以上内部への侵入が阻止されるので、水分の侵入による機能劣化が生じるおそれはない。
Furthermore, since the
又、ワックス混合物を構成している粘ちょう剤であるエチルセルロースにはワックスの気化を阻止する作用があるので、設定温度を高温にした場合でも、ワックス層7からの気化はおこらず、ワックスの気化に伴う発色の低下という不都合も発生しない。
Further, since ethyl cellulose, which is a thickening agent constituting the wax mixture, has an action of preventing the vaporization of the wax, even when the set temperature is increased, the vaporization from the
更に、色紙原紙8にワックス混合物を塗布して乾燥させた後、適宜形状で打ち抜くだけで、温度感知シールの主要部である感温片9を作り出すことが出来るので、従来のものに比べ、より少ない工程数で温度感知シールを生産出来ると共に、工程数の減少に伴い、外観上区別がつきにくい設定温度の異なった温度感知シールが製造作業中に誤って混入する危険も少なくなり、不良品の発生率を低下させることが出来る。
Furthermore, after applying the wax mixture to the colored
この様に、この発明に係る温度感知シールは、融解物質としてのワックスのすぐれた特性を生かしつつ、耐候性、経済性、生産性を向上させており、極めて高い実用的価値を有するものである。 As described above, the temperature-sensitive seal according to the present invention improves the weather resistance, economy, and productivity while taking advantage of the excellent characteristics of the wax as a melting substance, and has extremely high practical value. .
電力業界、食品製造業界、半導体製造業界をはじめ温度管理を必要とするあらゆる分野において利用可能である。 It can be used in all fields that require temperature control, including the power industry, food manufacturing industry, and semiconductor manufacturing industry.
1 基材
2 ワックス紙
3 色紙
4 彩色面
5 透明フィルム
6 色紙
7 ワックス層
8 色紙原紙
9 感温片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
2. A temperature sensitive seal according to claim 1, wherein the mixing weight ratio of wax, thickener and solvent is approximately 41: 4: 55.
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